[發(fā)明專利]超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710969361.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107575212B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軼明;夏威;李相方;陳澤恩;沙瑞斯·阿哈邁德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B47/01
• 分類號(hào): E21B47/01;E21B47/14;E21B47/10;E21B47/06
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞;賈磊

本發(fā)明提供了一種超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置及方法，該監(jiān)測(cè)裝置包含：氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)和數(shù)據(jù)處理終端；氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)包含超聲波發(fā)射傳感器、超聲波接收傳感器、信號(hào)處理器、鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊及數(shù)據(jù)分析器；超聲波發(fā)射傳感器用于向井下環(huán)空內(nèi)流體發(fā)射超聲波信號(hào)；超聲波接收傳感器用于接收環(huán)空內(nèi)流體反射的超聲波信號(hào)；鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊用于獲取鉆井狀態(tài)數(shù)據(jù)；信號(hào)處理器與超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器連接，用于預(yù)處理超聲波信號(hào)；數(shù)據(jù)分析器分別與信號(hào)處理器和鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊相連，用于將鉆井狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)定狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)預(yù)處理的超聲波信號(hào)進(jìn)行降噪處理，并將處理后的超聲波信號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果獲得氣侵結(jié)果數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理終端與數(shù)據(jù)分析器通信連接，用于獲取氣侵結(jié)果并顯示輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

2010年4月，在美國墨西哥灣，BP石油公司租用的“深水地平線”鉆井平臺(tái)井噴爆炸著火，事故造成17人重傷、11人死亡，造成墨西哥灣及沿岸地區(qū)嚴(yán)重污染。事故發(fā)生之后，由于鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸傾覆，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)毀壞程度很大，無法及時(shí)、準(zhǔn)確分析事故原因。另外原油從海底井口不斷噴出，井口無計(jì)量裝置，因而無法對(duì)原油泄漏量進(jìn)行準(zhǔn)確估算，這給后期救援、環(huán)境污染評(píng)估及污染物處理帶來很多麻煩，有很多原因?qū)е麓舜问鹿实陌l(fā)生，但如果更早的意識(shí)到井噴的可能性，提前確定已經(jīng)發(fā)生氣侵，能及早處理，避免人員傷亡，和減小其他重大損失。

地層流體侵入檢測(cè)在現(xiàn)場(chǎng)最常用的就是地面檢測(cè)方法：鉆井液池面檢測(cè)法，返出流量監(jiān)測(cè)，鉆井工況的顯示，鉆井液流體性質(zhì)顯示等，缺點(diǎn)：顯示晚，誤差大，關(guān)井確認(rèn)氣侵會(huì)加重氣侵程度等。隨著鉆井深度的增加，氣侵從發(fā)生到地面出現(xiàn)征兆，需要很長的時(shí)間和距離，發(fā)現(xiàn)晚一分，危險(xiǎn)就近一分。為了更早的檢測(cè)和處理溢流，有必要研究出一套現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用的早期氣侵檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種能夠及時(shí)且準(zhǔn)確測(cè)量鉆井氣侵?jǐn)?shù)據(jù)，有效降低井控風(fēng)險(xiǎn)的超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置及方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明所提供的超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置具體包含：氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)和數(shù)據(jù)處理終端；所述氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)包含超聲波發(fā)射傳感器、超聲波接收傳感器、信號(hào)處理器、鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊及數(shù)據(jù)分析器；所述超聲波發(fā)射傳感器用于向所述井下環(huán)空內(nèi)流體發(fā)射超聲波信號(hào)；所述超聲波接收傳感器用于接收經(jīng)由所述井下環(huán)空內(nèi)流體反射的超聲波信號(hào)；所述鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊用于獲取鉆井狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述的信號(hào)處理器與超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器相連，用于對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理生成超聲波預(yù)處理信號(hào)；所述數(shù)據(jù)分析器分別與所述信號(hào)處理器和所述鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊相連，用于將所述鉆井狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)定狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)所述超聲波預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行降噪處理，并將處理后的所述超聲波預(yù)處理信號(hào)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果獲得氣侵結(jié)果數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理終端與所述數(shù)據(jù)分析器通信連接，用于獲取所述氣侵結(jié)果并顯示輸出。

在上述超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置中，優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理終端還包含一報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊用于將所述氣侵結(jié)果與預(yù)定報(bào)警閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出報(bào)警信號(hào)。

在上述超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置中，優(yōu)選的，所述氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)的外徑與鉆鋌外徑一致，內(nèi)徑小于或等于鉆鋌內(nèi)徑；所述氣侵監(jiān)測(cè)短節(jié)外壁側(cè)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)空腔，所述空腔用于安置所述超聲波發(fā)射傳感器、所述超聲波接收傳感器、所述信號(hào)處理器、所述鉆井工況監(jiān)測(cè)模塊和所述數(shù)據(jù)分析器；

在上述超聲波隨鉆氣侵監(jiān)測(cè)裝置中，優(yōu)選的，所述空腔與所述空腔之間設(shè)置有通信線纜和供電電纜通道，用于設(shè)置通信線纜和供電電纜；所述空腔外設(shè)有曲面蓋體，所述曲面蓋體用于密封所述空腔。